DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE

El material estéril extraído de la mina, debe ser dispuesto en lugares específicos y adecuados para este fin, por lo que tendremos que definir las características de estos lugares. Un buen lugar para un botadero lo constituirá el sector que cumpla de mejor manera todas las exigencias para su habilitación, tanto técnicas como económicas, de las cuales podemos mencionar las siguientes:

A. La distancia entre el punto de carga en la mina y el lugar de descarga del material estéril (o botadero) debe ser la mínima posible, por una razón económica, ya que el rendimiento de los equipos de transporte es afectado por esta distancia.

B. El lugar donde se depositarán los escombros o estéril debe ser geológica y geomecánicamente apto para ello, ya que la gran cantidad de material a depositar puede generar siniestros geomecánicos en el sector mismo (hundimiento) o en sectores aledaños (distribución de esfuerzos).

FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE LOS BOTADEROS

Configuración de un botadero teniendo en cuenta altura, volumen y ángulo del talud.

Grado de confinamiento y fundación del talud. Condiciones de la fundación, considerando fundación competente, intermedia y

débil. Propiedades de los materiales. Métodos de construcción. Piezometría y condiciones climáticas. Ratio de descarga. Sísmica y estabilidad dinámica.

CONFIGURACIÓN DEL BOTADERO

Altura: Distancia vertical desde la superficie del terreno a la cresta del botadero. Volumen: Usualmente expresado en metros cúbicos. Botaderos Pequeños: Menor a 1 millón de metros cúbicos. Botaderos Medianos: Entre 1 millón y 50 millones de metros cúbicos. Botaderos Grandes: Mayores a 50 millones de metros cúbicos. Ángulo del Talud: Es el ángulo total medido desde la cresta hasta el pie del

botadero. Por lo general el ángulo aceptado es de 26°, este valor va relacionado con los procesos de reclamación. El promedio del ángulo de reposo de los materiales en los botaderos es 37°. Ángulos mayores a 37° podrían ser considerados como botaderos sobre inclinados y estos están relacionados con el tipo de materiales que son descargados.

FUNDACIÓN DE LOS TALUDES Y GRADO DE CONFINAMIENTO

Ambos afectan la estabilidad de los botaderos. Fundaciones muy empinadas de los taludes y sin confinamiento, son consideradas de alto riesgo y han sido reportadas como causa de fallas importantes. Una situación favorable sería la disminución del ángulo en la base del botadero y el confinamiento tri-dimensional del mismo. Donde el valle es sinuoso el botadero tomará la configuración del valle.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:

Propiedades como: Gradación, resistencia al corte, durabilidad, etc. Son reconocidas como factores importantes en la estabilidad (Singhal, 1988;Golder Associates, 1987; Tassie, 1987; Robertson, 1986; Caldwell and Moss,1981; Blight, 1981) Es muy importante considerar los siguientes factores en la calidad de los materiales en los botaderos: Dureza, granulometría y contenido de finos. Estas características por lo general están asociadas a las minas metálicas. Es importante reconocer las características del macizo rocoso en los afloramientos in-situ que están siendo minados.

MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN

Muchos botaderos han sido construidos en capas con espaciamientos verticales mayores a 10 metros. Las elevaciones de las plataformas tienen la finalidad de minimizar el acarreo vertical. La estabilidad de un botadero dependerá, por lo tanto, del ancho y longitud de la plataforma y de la altura entre capas. Si hay un buen espacio disponible las plataformas dan lugar a bermas amplias y en consecuencia los ángulos de talud final serán menos inclinados. Si el espacio entre las plataformas y el espesor de las capas es pequeño la carga impuesta sobre el terreno disminuye, en consecuencia éste puede ser un factor que favorezca al incremento de las poro presiones en los suelos saturados.

PIEZOMETRÍA Y CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS

Es importante considerar las condiciones climatológicas del medio. Condiciones críticas desarrollarán una superficie freática en el interior del botadero y si esta intersectan un talud próximo al ángulo de reposo podría generar superficies inestables. El agua puede infiltrar directamente en el cuerpo del botadero llegando hasta la topografía original para fluir libremente por la fundación. Es necesario determinar el influjo potencial y las condiciones piezométricas dentro del botadero para ello se tiene que emplear las técnicas hidrogeológicas e hidrológicas obtenidas durante los estudios de campo. Donde se suponga que se puedan generar superficies freáticas en el interior del botadero será necesario modelar el comportamiento de los flujos subterráneos.

El control de aguas se realiza mediante una zanja de coronación, que es un canal perimetral ubicado en la parte inferior de la captación, que permite colectar las aguas superficiales producto de las precipitaciones y percolación de aguas superficiales. Protege a la captación de contaminación por aguas superficiales.

CONTROL GEOTÉCNICO DE BOTADEROS

Para realizar esta labor es necesario considerar los siguientes criterios:

1. Selección de las zonas: Se realizará en función a la observación preliminar detallada en campo y al plan de construcción de botaderos.

2. Observaciones de campo: Revisar cuidadosamente los frentes de descarga identificando las condiciones de la plataforma, accesibilidad, crestas, materiales enviados y fundación.

3. Planeamiento largo plazo y corto plazo: De acuerdo al planeamiento diseñado a largo plazo se procederá a sectorizar los botaderos.

4. Zonificación de botaderos: Se considerarán los siguientes factores:

El ancho operativo en frentes de descarga perpendiculares a la dirección de ingreso de los camiones.

Un botadero podría tener un ancho operativo menor a 80m si la descarga se realizara en la dirección del ingreso de los camiones.

Para identificar la actividad en un botadero se instalarán letreros convenientemente ubicados que indicarán la actividad en cada una de sus zonas.

En todo botadero es indispensable la instrumentación y será convenientemente instalada en los límites de las zonas.

Las zonas son áreas de descarga y crecimiento muy dinámicas. Los puntos de delimitación de las zonas pueden o no variar en cuyo caso se

empleará la ayuda de topografía para la nueva delimitación. Con la finalidad de asegurar la estabilidad de un botadero se seleccionarán ciertos

sectores para la asignación de materiales especiales.

5. Programación de descargas:

La altura del botadero depende de las características de la fundación. La longitud del área de descarga no debería ser menor de 80m si la zona es

perpendicular a la dirección de ingreso de los camiones. Las condiciones del botadero dependen de la observación permanente. Las condiciones de la fundación dependerán de las características geotécnicas de

los materiales y se clasificarán como buenos, regulares o malos. Tipo de material: no todos los materiales extraídos de la excavación son aptos para

la construcción de botaderos. Angulo de talud.

DISEÑO DE BOTADERO

Se diseñara un botadero de desmonte con las siguientes dimensiones de 10 m de longitud y una altura de 30 m, para la acumulación del material, se colocarán muros de contención a base de sacos de desmonte apilados, iniciando desde la base del botadero formándose bancos para la estabilidad del material. En la cimentación del muro no se utilizaran bloque de piedra debido a que el material existente en el lugar es de características terrosas.

El acumulado de material se realizara desde la parte superior, el material acumulado servirá como un posterior uso para el relleno de labores.

Vista frontal de echadero de desmonte

DISEÑO DE MUROS DE CONTENCION A BASE DE SACOS DE DESMONTE APILADOS

Estos muros de contención tendrán una altura de 1.50 m, con un ancho de dos filas de sacos, y contara con una cimentación de 0.5 m de profundidad, esta cimentación se realizara también a base de sacos.

CARACTERISTICAS DEL BOTADERO

El diseño del botadero esta sobre un terreno de 45° de ángulo de talud, el ángulo de reposo del material acumulado es de 30°, esta variara de acuerdo al tipo de material que son descargados en el botadero.

Este botadero contara con cuatro muros de contención apilados uno sobre otro, la característica es de formar bancos para estabilizar el material, se mantiene una inclinación de los muros para evitar colapsos de este debido a la alta presión del material descargado, el ángulo se logra colocando el siguiente saco a apilar 10 cm detrás de la parte frontal del saco inferior.

El volumen total almacenado por el botadero será de 1892.23 m3 de desmonte.

DISEÑO DE CANAL DE CORONACION

Se diseñara un canal de coronación de 0.30m x 0.40m para el control de aguas acidas y posterior tratamiento, este canal tendrá una pendiente negativa de 2% construida junto a la base del muro. En la base del canal se colocara caliza para neutralizar aguas acidas que podrían formarse.

RESUMEN Y CONCLUSIONES

Si un sector del botadero es inestable puede ser paralizado y se pueden habilitar otros sectores sin problemas.

El sistema propuesto es producto de la experiencia y su aplicación permite despejar aquellas típicas dudas referidas al tratamiento constructivo.

La aplicación del sistema facilita el ordenamiento adecuado de los materiales en los diferentes frentes de descarga.

Los planes de diseño de botaderos deberán contemplar todos los factores adversos que puedan afectar su normal construcción; presencia de materia orgánica, afloramientos naturales en los taludes, drenajes, entre otros.

Como todo sistema de clasificación geotécnico este debe ser continuamente calibrado y mejorado con el tiempo.

El método más adecuado para la estabilización física, de acuerdo a las características físicas; volumen, emplazamiento y costo de ejecución. La alternativa de solución idónea es el Método de Banquetas, método en el cual se usa el mismo material para su estabilización, con movimientos de material, aliviando la carga superior y tendiendo la pendiente del talud para adoptar una inclinación estable en condiciones estáticas y pseudo estáticas.